هیدروژئومورفولوژی

در این پژوهش، روابط بین ابعاد فرکتال با خصوصیات مورفومتری حوضه های آبریز دامنه ی شمالی بینالود مطالعه شده است. هدف مقاله، محاسبه ی ابعاد فرکتال حوضه های مورد مطالعه و مقایسه ی نتایج آن با خصوصیات مورفومتری آنها و تحلیل رفتار فرکتالی این حوضه ها بوده است. در ابتدا رودخانه های طرق، گلستان، اسجیل، گلمکان، فریزی و اخلمد در دامنه های شمالی بینالود انتخاب و مرز حوضه های آبریز آنها با استفاده از عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای و نقشه های توپوگرافی مشخص شد. سپس شاخص های مورفومتری و هیدرولوژی حوضه مانند نسبت انشعاب، طول شبکه های رودخانه ، تعداد شبکه ها، مساحت حوضه ها و طول آبراهه ی اصلی هر یک از حوضه ها اندازه گیری و در نهایت بعد فرکتال برای هر حوضه محاسبه گردید. بر اساس محاسبات صورت گرفته، حوضه ی آبریز رودخانه ی اسجیل دارای بیشترین مقدار بعد فرکتال، و حوضه ی آبریز رودخانه ی طرق حداقل مقدار عددی بعد فرکتال را دارا می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش مشخص کننده ی روابط معناداری بین ابعاد فرکتال حوضه ها، شبکه های زهکشی، فرم ها، الگوهای نهایی و خصوصیات مورفومتری آنها می باشد. بررسی رابطه ی بین بعد فرکتال نسبت انشعاب با مساحت حوضه های مورد مطالعه، یک رابطه ی معکوس و منفی را نشان می دهد، به طوری که در بین حوضه های مورد مطالعه، حوضه ی آبریز اسجیل با کمترین مساحت، دارای بیشترین بعد فرکتال انشعاب رودخانه ای و حوضه ی آبریز طرق با بیشترین مساحت، حداقل بعد فرکتال انشعاب روخانه ای را نشان می دهد. همچنین نتایج ضریب همبستگی در سطح اطمینان 95% بین پارامترهای مورفومتری و ابعاد فرکتال انشعاب رودخانه ای و تراکم زهکشی، نشان داد که بعد فرکتال انشعاب رودخانه ای و شکل حوضه، بیشترین ضریب همبستگی را داراست.

محدوده ی مطالعاتی این تحقیق شهر خرم آباد واقع در غرب ایران مرکز استان لرستان می باشد؛ در این تحقیق برای تعیین کیفیت آب شرب منطقه ی مورد مطالعه از اطلاعات 23 حلقه چاه و چشمه در رابطه با عناصر سنگین شامل (کروم، روی، باریم، کبالت، آلومینیوم، سرب، کادمیوم، نیکل) در طی سه سال (1390-1392) استفاده گردید. برای تعیین میزان حداقل و حداکثر غلظت عناصر در بین چاه ها و چشمه های منطقه ی مورد مطالعه از نرم افزار EXCEL استفاده گردید. سپس در نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) روش دون یابی نقشه ی هر یک از عناصر سنگین موجود در هر یک از منابع تأمین کننده ی آب شرب تهیه و تولید شدند و به مقایسه ی مقدار هر عنصر و پارامتر با مقادیر بیان شده توسط سازمان ملی ایران، سازمان بهداشت جهانی (WHO)، سازمان محیط زیست آمریکا (EPA) پرداخته شد که میزان آلودگی هر منبع آب مشخص شود. با توجه به اطلاعات و داده های موجود میزان بیشترین و کمترین مقدار عناصر و آلاینده های سنگین در هر یک از منابع آبی مورد مطالعه مشخص گردید. نتایج نشان داد که میانگین غلظت عنصر کروم، روی، کبالت، سرب، کادمیوم و نیکل پایین تر از حد استانداردهای ملی، سازمان بهداشت جهانی (WHO) واستاندارد (EPA) امریکاست، اما در چشمه ی مطهری میزان فلز سنگین کروم بالاتر از حد استاندارد (WHO) می باشد. میانگین غلظت عنصر باریم در منابع پایین تر از حد استاندارد ملی و در تمامی منابع بالاتر از حد استاندارد (WHO) و استاندارد (EPA) بوده است. غلظت عنصر آلومینیوم پایین تر از حد استاندارد ملی و بالاتر از حد استاندارد (EPA) می باشد.

خشک شدن تدریجی دریاچه ی ارومیه، چند سالی است که به مسأله ای ملی و بین المللی تبدیل شده است. در دهه های اخیر توسعه ی صنعتی ناپایدار و بهره برداری بی رویه از سفره های آب زیرزمینی از علل اصلی خشک شدن دریاچه ی ارومیه بوده است. در این پژوهش به بررسی و آشکارسازی و پایش تغییرات دریاچه ی ارومیه و محیط پیرامونی آن با تلفیق سامانه اطلاعات مکانی و دورکاوی طی بازه ی زمانی بیش از نیم قرن پرداخته شده است. برای نیل به این هدف، از عکس های فتوگرامتری هوایی سال ۱۹۵۵و نقشه ی توپوگرافی تهیه شده از آن عکس ها، داده های مدل ارتفاعی رقومی (DEM) منطقه ی مورد مطالعه، اطلاعات مربوط به چاه های آب پیرامون غربی دریاچه، اطلاعات کیفی آب دریاچه و تصاویر سنجنده های TM ، ETM+و OLI ماهواره های لندست ۵، ۷و ۸ استفاده شده است. بازه ی زمانی تحقیق شصت سال در فاصله ی سال های 1955 تا سال ۲۰۱۴ میلادی است. بدین منظور 12 تصویر مختلف مربوط به دوره های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان می دهد که مساحت و محیط پیرامونی دریاچه ی ارومیه تغییرات گسترده ای در سال های اخیر داشته است. مساحت دریاچه از ۴۵۱۸۰۰ هکتار در سال ۱۹۵۵ به ۸۹۷۳۰ هکتار در سال ۲۰۱۴ کاهش یافته است. در این تحقیق مشخص گردید بیشترین پسروی دریاچه در قسمت جنوبی آن به وقوع پیوسته است. این پسروی ها همراه با گسترش پهنه های نمکی در سواحل این دریاچه همراه است. پایین آمدن سطح آب دریاچه رابطه ی مستقیم با گسترش زمین های کشاورزی پیرامون دریاچه و رابطه ی معکوس با شاخص هدایت الکتریکی آب دریاچه (EC) دارد. این نوسانات اثرات زیست محیطی، اقتصادی، اجتماعی مهمی را به دنبال دارد. بررسی روند تغییرات دریاچه نشان می دهد که اگرروند به همین صورت ادامه یابد و اقدام مؤثری انجام نشود تا سال ۱۴۱۲ دریاچه ی ارومیه از بین خواهد رفت و به شوره زار تبدیل خواهد شد.

تحلیل سری زمانی فرایندهای هیدرولوژیکی نقش بسزایی را در شناخت دقیق رفتار این فرایندها ایفا می کند. معیار موجک-آنتروپی شاخصی نوین جهت بررسی نوسانات سری های زمانی می باشد. در این مقاله با بهره گیری از معیار موجک-آنتروپی ترتیب عوامل مؤثر در کاهش تراز آب زیرزمینی در دشت سیلاخور مورد بررسی قرار گرفته است. به طور کلی کاهش معیار موجک-آنتروپی یا کاهش پیچیدگی سری زمانی یک پدیده، بیانگر کاهش میزان نوسانات طبیعی سری زمانی و در نتیجه نشان دهنده ی رخداد یک روند نامطلوب در سری زمانی است. در این راستا جهت شناسایی عامل مؤثر در افت سطح آبخوان ابتدا سری های زمانی ماهانه ی بارش، دما و دبی رودخانه های این دشت به بازه های زمانی کوچک تر تقسیم شدند و سپس هرکدام از این سری ها تحت تبدیل موجک به چندین زیر سری با مقیاس های زمانی مختلف تجزیه شد و نهایتاً پس از محاسبه انرژی موجک نرمال شده برای این زیرسری های زمانی، معیار موجک-آنتروپی برای هر یک از این    بازه های زمانی محاسبه گردید. نتایج به دست آمده از تحلیل تغییرات معیار موجک-آنتروپی گویای این واقعیت است که کاهش 71 درصدی پیچیدگی دبی رودخانه های خروجی از این منطقه بیشتر از تغییرات بارش و دما با کاهش پیچیدگی به ترتیب به اندازه ی 13 و 5/10 درصد بر کاهش پیچیدگی تراز آب زیرزمینی تأثیر گذاشته است و این موضوع گویای تقدم تأثیر عوامل انسانی بر عامل تغییر اقلیم در کاهش تراز سطح آب زیرزمینی در این دشت است.

چشمه کارستی گرداب (منگره) با متوسط تخلیه ی سالانه بیش از 330  لیتر بر ثانیه از بزرگ ترین چشمه های کارستی شهرستان اندیمشک به حساب می آید. هدف از انجام این تحقیق بررسی زمین شناسی ساختمانی، مورفولوژی منطقه و تعیین عوامل مؤثر بر نحوه ی ظهور، تغذیه و گل آلود شدن چشمه گرداب می باشد. در این راستا مطالعات چینه شناسی، لیتولوژی، ساختاری و مورفولوژیکی انجام شده است. به این منظور، علاوه بر اینکه در 20 ایستگاه (بالا دست چشمه ها) برداشت درزه و شکستگی انجام شده است و خصوصیات شکستگی ها شامل مختصات، میزان بازشدگی و فاصله ی آنها اندازه گیری شده است، در محیطGIS  با استفاده از تابع density از ابزار Spatial analyst، نقشه ی هم تقاطع شکستگی های منطقه تهیه شده و در نهایت مدل تفهیمی هیدروژئولوژیکی از وضعیت تغذیه ی چشمه ی گرداب ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که شکستگی ها، زون گسلی بالارود، گ سل های موجود در منطقه و فروچاله ی چالاب در ظهور، تغذیه و گل آلود شدن چشمه ی گرداب نقش اساسی دارند. با این وجود که شیب توپوگرافی و شیب لای ه های کوه چائونی به سمت چشمه ی گرداب م ی باشند و آب را به سمت چشمه ی انتقال می دهند، ولی مهم ترین پارامتر در ظهور، انتقال آب به چشمه و گل آلود شدن آن، گسل های موجود در منطقه مانند گسل های منگره، چاره و ورنا می باشند. با توجه به اطلاعات به دست آمده علت ایجاد گل آلود شدن آب چشمه ی گرداب در هنگام بارندگی، فروچاله ی چالاب می باشد.

نوسانات اطلس شمالی الگوی مؤثری از تغییرپذیری گردش عمومی جو در محدوده ی برون حاره نیمکره ی شمالی و از عوامل اصلی کنترل عناصر اقلیمی مانند بارش و دما است. دارای اثرات اقتصادی و اجتماعی بزرگ بر بخش های انرژی، کشاورزی، صنعت و ... است. بنابراین با توجه به اهمیت این نوسان بر فعالیت های بشری و رابطه ی آن با عناصر اقلیمی و از جمله بارش، سبب گردید تا به شناسایی و تحلیل و گروه بندی فاز مثبت این نوسان و در پی آن استخراج الگوهای توام با آن پرداخته شود. داده های مورد نیاز این تحقیق شامل اندازه گیری های مقادیر بارش به صورت روزانه برای ایستگاه های سینوپتیک، اقلیمی و باران سنجی کل کشور از سال 1388-1340 می باشد که از دو منبع سازمان هواشناسی و وزارت نیرو گردآوری شد و با استفاده از روش آماری چندمتغیره و به کارگیری از نرم افزار matlab،surfer و grads به استخراج الگوهای همدیدی حاصل از این فاز پرداخته شده است. در نهایت پنج الگو استخراج و نشان داد که با وجود شرایط پایداری در پنج الگوی سطح زمین در این فاز، میزان ریزش های جوی بالا بوده است که توجیه این مطلب با استفاده از الگوهای تراز 500 هکتوپاسکال صورت گرفت. ایران در جلوی محور ناوه ی مربوط به مدیترانه واقع شده است. بنابراین ریزش های جوی کشور تحت تأثیر این ناوه در زمستان رخ داده است.

فرونشست زمین به عنوان یکی از مخاطرات ژئومورفیک، از نتایج مصرف بیش از حد و سوء مدیریت منابع آب است. در بخش هایی از حوضه ی قره چای واقع در شمال استان همدان، از سال 1372 در اثر به هم ریختن سیستم هیدرولوژیکی و وجود سایر شرایط لازم بیشتر از 36 مورد فروچاله بوقوع پیوسته است. شبکه ی زهکشی منطقه با توجه به میزان و عملکرد فرآیندها، تأثیرات متفاوتی بر محیط پیرامون خود بر جای گذاشته است که فروچاله های حادث شده نیز، در این مسیر واقع شده است. هدف این تحقیق آن است که با بررسی ویژگی های شبکه های زهکشی و زمین شناسی، نقش آن را در ایجاد فرونشست منطقه ی مورد مطالعه قرار دهد. بدین منظور کلیه اطلاعات زمین شناسی، هیدرولوژیکی، هواشناسی و جغرافیایی منطقه جمع آوری و تجزیه و تحلیل گردید و شبکه های زهکشی، لیتولوژی، شیب و طبقات ارتفاعی منطقه با استفاده از نقشه های توپوگرافی (1:50000)، زمین شناسی (1:100000) ، مدل رقومی ارتفاعی (DEM) و تصاویر Google Earth ترسیم شد. جهت پهنه بندی فروچاله ها از 5 لایه اطلاعاتی استفاده شده است که در درون هر لایه بر حسب میزان تأثیر هر فاکتور بر وقوع فروچاله، به آن فاکتور امتیازدهی گردید. نتایج نشان می دهد که تغییرات ناهمسان در داده های مورفومتری شبکه ی زهکشی مهم ترین فاکتور مؤثر در تشدید افت آب های زیر زمینی و وقوع فرونشست در منطقه بوده و عوامل  لیتولوژیکی و انسانی، به تنهایی نقشی ندارند.

سیل از جمله مخاطرات ناشی از تغییرات اقلیمی و کاربری اراضی در اکثر نقاط دنیاست که سالانه خسارات بسیار زیادی بر جوامع تحمیل می کند. برای مدیریت و پیش بینی سیل خیزی یک منطقه، تخمین پتانسیل ارتفاع رواناب نقش مهمی دارد؛ در این راستا سازمان حفاظت خاک آمریکا (SCS) یکی از مؤثرترین روش ها را ارائه داده است که برای حوضه های فاقد آمار بسیار مناسب می باشد. مطالعه ی حاضر نیز با هدف محاسبه و تحلیل پتانسیل سیل خیزی در داخل شهر مشکین شهر و حوضه ی پیرامونی با استفاده از روش (SCS) انجام شد. با توجه به اینکه محدوده ی مورد مطالعه شامل داخل شهر و حوضه ی پیرامون است و تنوع کاربری بالایی دارد؛ تخمین ضریب رواناب با روش های دستی به سختی امکان پذیر است. بنابراین به منظور سرعت و دقت در انجام کار، از نرم افزار ArcGIS و الحاقیه های Arc-Hydro و ArcCN-Runoff استفاده گردید. در گام اول نقشه ی کاربری اراضی منطقه با جدول شاخص مقایسه و با اطلاعات گروه هیدرولوژیکی خاک تلفیق شد، سپس شماره ی منحنی (CN) که یک عامل مهم در روش SCS است به دست آمد. در گام بعد با لحاظ میانگین بارش و CN، پتانسیل رواناب محدوده محاسبه گردید و نتایج به صورت دو نقشه CN و ارتفاع رواناب، پهنه بندی شد؛ که CN از شماره ی منحنی 32 تا 98 (میانگین 88/76) در 5 کلاس و ارتفاع رواناب نیز از صفر تا 99/0 (با میانگین 28/0 برای کل منطقه و 31/0 برای محدوده ی داخل شهر)، در 5 کلاس طبقه بندی گردید.